MDI产业链浅析
MDl的基本概念
二苯甲烷二异氰酸酯(简称 MDI)化学式为 C,H,N,0,，有 4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯等多种异构体。MDI根据官能度（指一分子中能参与反应的官能团数量）不同可分为纯 MDI和聚合 MDI。
纯MDI是指 4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯含量 99%以上的 MDI，室温下呈白色或微黄色固体状态，熔化为无色至微黄色液体，通常用于生产氨纶或弹性体预聚体。纯MDI在常温下容易生成二聚体而变黄，因此需要低温储藏，保质期仅为三个月左右。聚合MDI是多亚甲基多苯基异氰酸酯的简称，是不同官能度的多异氰酸酯混合物,组分中约有 50%为二异氰酸酯,其余为三异氰酸酯和多异氰酸酯常温下聚合MDI为深棕色或茶褐色液体。在聚氨酯的生产过程中，聚合MDI主要用于聚氨酯硬泡、粘合剂、软泡等领域，而纯MDI主要用于合成革浆料、鞋底原液和氨纶。
聚氨酯产业链包含上游原料和下游制品，上游原料产能相对集中，厂家具备技术和规模壁垒，而下游行业分散，企业规模大小不一，研发能力集中在配方层面，议价能力不强。因此，异氰酸酯是整个产业链中技术壁垒最高、投入最大盈利能力最高的环节，MDI又是异氰酸酯中生产难度最大的化学品。
MDI的生产工艺及产品分类
MDI的生产工艺分为光气法和非光气法两种。光气法是目前主流的 MDI合成工艺，非光气法工艺尚有待突破。目前工业化的 MDI生产方式是光气化生产，其中光气高毒性高腐蚀性，并且光气与胺反应由传质控制，副反应多，各家公司均有不同特色的混合反应器且严格保密，技术壁垒高。MDI涉及的原料及工艺复杂多样，新增产能设备投资额较高，一般为1-2万/吨的投资强度，且扩产周期较长，一般需要5年左右。以上几个因素叠加，导致 MDI行业长期呈现寡头垄断格局，全球目前仅7家企业拥有自主知识产权并能进行独立生产。SheJiMall作为工程技术聚合平台，欢迎各科研、设计团队自荐技术进行合作推广，如您有合适的工艺包技术，欢迎沟通交流。
MDI的上游原料主要是苯胺，目前世界上工业化生产MDI的方法是以苯胺为原料，通过光气法还原成粗MDI，再进一步分离出纯MDI和聚合MDI，纯MDI和聚合MDI的比例大约在 4:6到 3:7之间。从MDI的下游应用来看，由于纯MDI难以储存,中间商极少,行业内多采用直销的方式,原料生产商多与工厂直接对接。而聚合MDI存在中间商贸易，销售方式更为灵活。
从差异化角度来看，MDI产品大性能相对趋同,但终端产品具有一定差异化。聚合MDI和纯MDI是市场主流应用品种，各企业的产品性能差别不大。MDI终端产品的差异化产品统称为改性 MDI。改性MDI是纯MDI和聚合MDI产品的衍生品。根据不同应用场景对产品结构和合成工艺进行改进设计。目前，已经形成较大生产规模的改性 MDI产品主要有:
◆碳化二亚胺改性:也称液化 MDI，由4,4-MDI在催化剂及加热作用下自聚并放出二氧化碳，形成部分含碳化二亚胺基团(-N=C=N-)的液态混合物，属于此系列的产品有万华100LL、巴斯夫 MM103C、享斯迈 2020。
◆多元醇改性:也称氨基甲酸酯改性，主要由聚酯或聚醚多元醇与 4,4-MDI和2.4-MDI反应形成的 MDI预聚体。
◆掺混型改性:由多种 MDI按一定比例混合反应形成，如 MDI-50是由 4,4-MDI与 2.4-MDI约各 50%的比例混合而成。
MDl的供需关系及竞争格局
聚合MDI的下游消费市场主要是白色家电、汽车内外饰、以及建筑保温材料。其中，冰箱冷柜是第一大消费领域，占比达到52%;其次分别为胶黏剂、汽车和板材领域，需求占比分别达到13%、8%和5%。纯MDI下游主要需求领域为TPU、鞋底原液、PU 浆料和氨纶，需求占比分别为 31%、23%、21%和19%。改性 MDl的主要下游需求领域为模塑泡沫、鞋材、弹性体以及密封胶等,需求占比分别为 65%、20%、15和10%。
由于MDI行业较高的壁垒，行业参与者对产能控制力较好，近年来我国聚合MDI产能增速不大，仅从2018年的231万吨/年增长到 2023 年的 262万吨/年年化复合增长率为 2.6%。从产量来看,随着我国聚氨酯行业的发展,我国聚合MDI产量从 2018 年的 120 万吨快速增长到 2023 年的 190 万吨，年化复合增长率为9.6%，远高于聚合MDI产能的平均增速。因此，从产能利用率来看，我国聚合MDI产能的表观开工率波动上升，从2018年的51.9%提升至 2023 年的 72.5%。近年来我国MDI生产企业扩产规模不大，因此聚合MDI行业有望保持景气。
从进出口来看，2018-2023年间我国聚合 MDI进口量基本保持在30万吨/年左右，而出口量随着产能的增加而快速增长，从2018年的61.7万吨增长到2023年的104.4万吨。随着国外产能老化以及巴斯夫在路德维希产能的退出，我国聚合MDI的出口量有望继续增长。从需求端来看，我国聚合MDI表观消费量的峰值为 2019 年的 127.9万吨。2020年后受疫情影响，我国聚合 MDI表观消费量波动下降至 2022年的103.8万吨，2023年小幅回升至104.4万吨。2018-2023 年我国聚合 MDI表观消费量的年化复合增长率为5.1%,低于行业产量的增长率，多余部分的产量主要靠出口消化。因此,我国聚合MDI行业的自给率从 2020年前 130%左右提升至 2021 年后的 160%左右。
与聚合 MDI类似，我国纯 MDI的产能增速同样有限。从2018年的 155 万吨/年增长到 2023 年的175万吨/年，年化复合增长率仅为2.4%。从产量来看，我国纯 MDI的产量从 2018 年的 81万吨波动上升至 2023 年的127万吨，年化复合增长率为 9.5%，同样远高于纯MDI产量的平均增速。因此，我国纯 MDI产能的表观开工率同样呈现波动上升的态势。
从进出口来看，由于纯MDI不易保存，基本以自产自销为主，因此纯MDI的进出口量均较小，多数年份保持在10万吨/年以内。从需求端来看，随着我国聚氨酯下游产品结构的调整,我国纯MDI表观消费量的增速较快。从 2018 年的76.7万吨增长至 2023 年的 122.9 万吨，年化复合增长率为9.9%，与行业产量的增速基本保持一致。同样，由于纯 MDI不易保存和运输的特点，我国纯MDI行业的自给率基本保持在 100%。由于纯 MDI自给自足的特性，我国纯 MDI产能的发展为其下游产业的发展奠定了良好的产业基础。
MDI行业由于具有较高的技术壁垒和资金壁垒，一直以来呈现寡头垄断的竞争格局。2023年全球 MDI产能合计达到1017万吨/年，但产能超过100万吨/年的企业仅万华化学、巴斯夫、科思创、亨斯迈和陶氏五家，CR5 达到91.6%，处于集中度极高的竞争格局。根据目前全球 MDI企业扩产计划来看，到2025年万华化学、巴斯夫和锦湖三井将分别增加 60、35 和 20 万吨/年的产能，届时万华化学和巴斯夫的产能占比将提升至 33.1%和 20.1%，行业龙头企业的话语权将进一步增强。
具体到我国来看，截至 2023年底，我国共有 MDI产能478万吨/年，主要分布于万华化学、巴斯夫、科思创、亨斯迈和东曹五家企业。其中，万华化学是我国最大的 MDI生产企业，产能分布于浙江、山东和福建三省，产能合计达到310万吨/年。
